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3º ESO Tecnología, programación y robótica Tema Electricidad página 1 de 11
NOMBRE Y APELLIDOS: _____________________ CURSO: _____
3º ESO
TECNOLOGÍA, PROGRAMACIÓN
Y ROBÓTICA
Curso 2016-17
TEMA ELECTRICIDAD
1.Circuito eléctrico..............................................................................................................................2
2.MAGNITUDES ELÉCTRICAS......................................................................................................2
3.LEY de OHM...................................................................................................................................3
4.Comparación circuito en serie y en paralelo....................................................................................3
4.1.Ejercicio de Resistencias en SERIE..........................................................................................4
4.2.Ejercicio de Resistencias en PARALELO................................................................................4
5.Circuito MIXTO...............................................................................................................................5
6.POTENCIA y ENERGÍA.................................................................................................................6
7.RELÉ................................................................................................................................................7
8.EJERCICIOS DE ELECTRICIDAD...............................................................................................8
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1. Circuito eléctrico
¿Qué es? Es un conjunto de elementos conectados entre sí por los que circula una corriente de
electrones que realizan un trabajo.
Los elementos de un circuito eléctrico son:
GENERADOR o PILA: proporciona energía a los electrones que salen por ella.
CONDUCTOR o CABLE: hilos de cobre por
el que circulan sin resistencia los electrones,
es decir, que no pierden su energía al viajar por
los cables.
ELEMENTOS de CONTROL: como son los
interruptores que impiden o permiten el paso de
corriente de electrones por el circuito.
Interruptor ABIERTO = NO pasa Intensidad
Interruptor CERRADO = SI pasa la Intensidad
RECEPTORES: son bombillas, motores, etc.
Al circular la corriente por ellos, se quedan con
la energía que llevaban los electrones y la
usan para producir un trabajo como lucir, girar,
calentar...
2. MAGNITUDES ELÉCTRICAS
VOLTAJE es la cantidad de energía que una pila entrega a cada electrón.
INTENSIDAD de corriente es el número de electrones que atraviesa el circuito cada segundo.
RESISTENCIA eléctrica es la dificultad que tienen los electrones para circular por un elemento
del circuito. A mayor resistencia menor intensidad de corriente.
Magnitud
VOLTAJE
INTENSIDAD
RESISTENCIA
Unidad de
medida
Letra
Múltiplos
Submúltiplos Escalas
VOLTIO
V
mV
1000 mV = 1 V
AMPERIO
A
mA
1000 mA = 1 A
OHMIO
Ω
KΩ
1000Ω = 1 KΩ
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3. LEY de OHM
Relaciona las tres magnitudes eléctricas en una fórmula sencilla.
I=
V = I×R
V
R
R=
V
I
Ejercicio ¿Qué intensidad circula por el siguiente circuito?
Calcula la intensidad.
I=
V
R
I=
3V
=0,25 A
12Ω
4. Comparación circuito en serie y en paralelo
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4.1. Ejercicio de Resistencias en SERIE
RESISTENCIAS en SERIE
a) Calcula la resistencia total
b) Calcula la intensidad de la pila
c) Con un voltímetro medimos en R1 el voltaje y sale 2,12V
tal y como se muestra en la figura de al lado.
¿Qué voltaje recibirá la otra resistencia?
SOLUCIÓN
a) R total = 12 + 5 = 17 Ω
b)
I=
V
R
I=
3V
=0,176 A
17 Ω
c) En SERIE se cumple Vpila = V1 + V2
→
3 = 2,12 + V2
V2 = 3 - 2,12 = 0,88 V
4.2. Ejercicio de Resistencias en PARALELO
RESISTENCIAS EN PARALELO
a) Calcula la resistencia total
b) I de la pila
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c) Con un voltímetro medimos en R1 el voltaje y sale 3V tal y como
se muestra en la figura de al lado.
¿Qué voltaje recibirá la otra resistencia?
SOLUCIÓN
a)
b)
1
R TOTAL
I=
V
R
=
R ×R
1 1 , operando se obtiene:
+
R TOTAL = 1 2
R1 R2
R1+ R2
I=
R TOTAL=
5×12
=3,5 Ω
(5+12)
3V
=0,85 A
3,5 Ω
c) Las 2 resistencias reciben el mismo voltaje pues están conectadas en PARALELO.
V 1=V 2=3 V
5. Circuito MIXTO
¿Qué es? Cuando mezclamos receptores en paralelo con otros en serie tenemos circuitos mixtos.
•
Como vemos en el ejemplo de al lado R1 y R2 están asociadas
en paralelo. Sin embargo R3 está en serie.
•
Deducciones: R1 y R2 lucen menos que R3 ya que por R1 y R2
circula menos Intensidad de corriente que por R3.
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Si en el circuito de arriba medimos los voltajes de las tres resistencias con voltímetros tal y como se
muestra a continuación...
• Podemos observar que R1 y R2 reciben ambas el
mismo Voltaje (3V) ya que están en paralelo.
• Que el voltaje total de la pila se puede obtener de
la siguiente forma:
Vpila = 3 + 6 V = 9 V
6. POTENCIA y ENERGÍA
La potencia eléctrica de un receptor, por ejemplo de una resistencia, es una medida del calor que
produce la resistencia cuando pasa electricidad por ella. Se puede calcular muy fácilmente a partir
de las magnitudes eléctricas V e I. La unidad de medida de la potencia son los VATIOS (W).
Potencia=Voltaje×Intensidad
Unidades de medida (W )=(V )×( A)
La energía eléctrica de un receptor, por ejemplo una bombilla, es la potencia desarrollada durante
un intervalo de tiempo. La energía se calcula a partir de la potencia:
Energía=Potencia×tiempo
Unidades (Wh)=(W )×(h)
Ejercicio de Potencia. Si encendemos durante 20 minutos una bombilla que funciona a 230V y
por ella circula una Intensidad de corriente de 0,4 A. Calcula la potencia desarrollada por la
bombilla y la energía consumida.
Potencia=Voltaje×Intensidad
tiempo=
20 min
=0,333 horas
60
Potencia=230V ×0,4 A=92W
Energía=92W ×0,333h=30,6 Wh
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7. RELÉ
•
¿Qué es? Es un interruptor electromagnético
•
¿Qué partes tiene?
◦ Bobina o electroimán es un cable de cobre enrollado
sobre un núcleo de hierro. Se convierte en imán
cuando circula electricidad por él.
◦ Conmutador de 2 contactos y un neutro: el neutro toca a uno de los dos contactos:
n→1 o n→ 2
¿Cómo funciona?
Cuando NO circula intensidad por la bobina se relaja y el neutro toca el contacto 1: n→1
Cuando SÍ pasa intensidad de corriente por la bobina se excita y se convierte en un imán que
con su fuerza conmuta (cambia) los contactos: n→ 2
¿Para qué se usa?
Para controlar mediante una pequeña corriente INOFENSIVA, que pasa por la bobina, el
encendido/apagado de circuitos de alta potencia (por los que pasan gran intensidad de
corriente y son PELIGROSOS de manipular).
• La BOBINA del relé se coloca en el circuito de control.
• El CONMUTADOR del relé se coloca en el circuito de potencia.
•
•
Circuito típico con relé: GOBIERNO DE UNA LÁMPARA mediante RELÉ
Interruptor abierto
• No pasa Intensidad por la bobina del relé
• Relé relajado : n→ 1
• Bombilla apagada en el circuito de
potencia
Circuito de control
Pila 6 V
Circuito de potencia
Pila de 100 V
Interruptor cerrado
• SÍ pasa Intensidad por la bobina del relé
• Relé excitado
• Conmutan los contactos que gobierna el
electroimán: n→ 2
• Bombilla encendida en el circuito de potencia
Circuito de control
Pila 6 V
Circuito de potencia
Pila de 100 V
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8. EJERCICIOS DE ELECTRICIDAD
1. ¿Qué intensidad circula por cada circuito?
2. Calcula la resistencia en cada circuito.
3. SERIE. Calcula en el siguiente circuito:
a) R total
b) Intensidad que produce la pila
c) Voltaje que recibe la Resistencia R2
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4. SERIE. Calcula en el siguiente circuito:
a) R total
b) Intensidad que produce la pila (IPILA)
c) Voltaje que recibe la Resistencia R1 (V1).
5. PARALELO. Calcula en el siguiente circuito:
a) R total
b) la intensidad que produce la pila
c) el voltaje que recibe la Resistencia R1
6. PARALELO. Calcula en el siguiente circuito:
a) R total
b) la intensidad que produce la pila
c) el voltaje que recibe la Resistencia R2
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7. MIXTO. Observa el siguiente circuito mixto y responde a
las preguntas:
a) ¿Por qué R1 brilla más que R2 y R3?
b) ¿Qué resistencias están en paralelo?
c) ¿y en serie?
d) Calcula el voltaje recibe R2 o R3
8. ¿Qué potencia desarrolla una linterna que funciona con una pila de 6 V y por la que circula
una intensidad de 0,15 A? ¿cuánta energía consume si funciona durante 12 minutos?
9. ¿Qué potencia desarrolla un microondas que funciona a 230V y por el que circula una
intensidad de 0,75 A? ¿cuánta energía consume si funciona durante 8 minutos?
10. RELÉ. Observa el circuito con relé y responde a las cuestiones:
a) Escribe el nombre de cada
componente junto a su
símbolo en el circuito.
b) Indica cuál es el circuito de
control y cuál el de
potencia.
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c) Explica qué ocurre en los circuitos de control y de potencia cuando el interruptor INT
permanece ABIERTO (como se muestra en el circuito).
d) Igual que el apartado anterior pero con el interruptor INT CERRADO.
e) ¿Por qué se usan los relés en lugar de sencillos interruptores? ¿Qué ventajas aportan a los
circuitos?
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